基于无线传感器网络的采油与原油输送监测系统的研究与实.doc

山东大学硕士学位论文基丁■无线传感器网络的采油与原油输送监测系统的研究与 实现 姓名：艾茂良申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师: 杜晓通20070515山东大学硕士学位论文摘要无线传感器网络技术是一种新型的 网络通信技术，融合了现代传感器技术、微电子技术和无线通信技术，能够感知、 采集、传输和处理网络覆盖地理区域内被感知对象的监测信息无线传感器网络具 有成本低、功耗小、机动性好，易实现的特点，可以应用于工业、环境、太空、智 能家居、军事等多种领域，因而引起了人们广泛的关注目前，在油山生产过程中 存在原油被盗、管道泄露、油井产量突然变化、突然停井等问题，这些问题若未及 时发现，不仅给国家造成巨大财产损失，而但还给当地生态环境带来严重的污染和 破坏油山科研人员经过多年的研究，探索出了一套在油山计量站处通过一个专利 阀门利用输油管路压力、温度判断上述故障的理论，但仅靠人工不能实时大面积检 测输油管路的压力、温度，因此迫切需要一种可靠、有效的监测解决方案本课题 结合油山科研人员的检测理论，通过对胜利油山东辛采油厂实地考察，利用无线传 感器网络技术设计了一种低成本、低功耗的采油现场实时检测、报警系统。

该系统 用于实现采油现场油井和输油管路的实时监测，能够及时检测和监控原油被盗、输 油管道泄露、停井等现象，对减少财产损失和环境污染具有重要意义同时该系统 还能够检测采油井的产油趋势，为企业管理人员制定生产经营政策提供依据，有利 于提高企业的管理水平本课题利用传感器节点、汇聚节点和管理节点组成检测和 通信网络，实现了数据采集，数据通信和数据处理功能传感器节点的硬件和软件 采用了低功耗设计，保证传感器网络在有限的能量下具有较长的生命周期汇聚节 点利用操作系统的设计思想，按照功能需求划分成6个独立任务，任务之间相互协 调配合实现了汇聚节点的参数设置、协议转换、数据转发、数据备份和系统报警功 能，提高了系统的稳定性、可靠性和扩展性通过管理节点和数据库服务器管理软 件实现了数据存储、处理和分析该系统中传感器节点采用电池供电，具有体积小, 妥装方便，防破坏能力强等特点通信网络采用免费使用的I s M频段，无需布线， 具有成本低、施工简单、维护方便最后，为实现设计系统能够在采油现场得到应 用，利用两个搭建的测试网络对系统运行情况进行了测试，并对采集数据进行量化 分析实验数据表明该系统实现了输油管路的状态的检测和监控，进一步验证了该 设计满足采油现场的监测需求。

关键词；无线传感器网络；油井监控；嵌入式实时 操作系统；温度；压力IV山东大学硕士学位论文ABSTRACT 1 lootooh nologi 舔 of 靶 nsor,mi c m— c 1 oo 咖 c c h a n i cal 8 y st e m 锄 d wi 卩日 l%s n c t w o r |【ooB寸 m u I 1 i c a c i o n a坞 in t e 掣曲 ed i n _ t o the wi 北 1 船s 啪 s o r n 融 w o r 1 ( w I1 i c h i s m 印蛹 b 1 e f — o r m 砌 t 砥 n g 觎 d col 1 oo t i 1 唱the da t a 5 t 阻啮 ferring the dala，船 se 豁 illg a n d e V a 1 啦匝 119 也 e i n f 0 加谢 on,p 而寸 bml i 1 唱 dec i s i o n 一m d k i I喀趾d玄1枷彳酬璐.A谢r e 1 e s s湖sor n c t w o r 1 [ w h i ch p r 豁锄 t s several 1 I n i q u e c b 越锄 t e r i s d c s such嬲low co瓯low consmnption p o werlowdatamte 趾 dooon,may be 谢 dely a p p h e d to 缸 I 瑚mal proce 韶，hcaltllc 而鸟 comm 饿 ialbl1 i 1 d i r 1 擎，1 商 b i t I 钠 1 , i n gi 1 o f I oo o during oo. A n1 w d p舔t y ftdni oot d t h 1 s孤d s “ e 慨 I e 1 o鳍 1锄cocad e b ei 1c it h1 oooo and ecu塔when h e proc 嚣 s s i t I 1 a tP i P 懿h 船 boo y鞠墙.T h eo f p r o p c i】:伽嘲e m.m o 1 1 i1 o 1 锄，tvt锄ds sa t m砌t 0血gm o oo a zt c a城 on ・P i P髓 c n 1 do fetc ・AIId i t i s c 1 e a 1 [ o fi 1 y 啪 d。

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